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Consult BAW Untersuchung der Ankerkräfte an der Weserschleuse Bremen Vortrag im BAW-Kolloquium am 13. Mai 2004 WKP König & Partner Planungsbüro für Bauwesen.

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1 Consult BAW Untersuchung der Ankerkräfte an der Weserschleuse Bremen Vortrag im BAW-Kolloquium am 13. Mai 2004 WKP König & Partner Planungsbüro für Bauwesen GmbH Hamburg Dr.-Ing. Hansjürgen Spanke Dipl.-Ing. Karsten Holste

2 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 2 Firmenteile Berlin : Hamburg : WK Dr. Wachendorf & König WKP König & Partner WKP König, Stief & Partner CPST Bauconsult- und Projektsteuerungs GmbH Dresden : WKP König, Stief & Partner Dresden Frankfurt Nürnberg Stuttgart München Kiel Schwerin Hamburg Bremen Hannover Magdeburg Berlin Leipzig Erfurt Kassel Dortmund Köln Hauptsitz in Hamburg

3 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 3 Vogelperspektive Weserwehr Schleuseninsel Bootschleuse Mittel- Leitwand Kammer UH OH

4 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 4 Blick in die Schleusenkammer UH rechts OH rechts OH links UH links

5 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 5 Schnitt Mittel- Leitwand RV- Pfähle 1,00 -10,00 MV- Pfähle 6,50 Gemischte Wand PSp 600 mit PZi ,70 m (lichtes Maß) 1,80 2,00 PHP 400*122-Pfähle als Zuganker UW-Beton Sohle

6 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 6 Berechnung der Wände (Bauzust.) 1. Vorbauzustand 2. Vorbauzustand 720 kN 800 kN

7 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 7 4. Revisionszustand Berechnung der Wände (Betrieb) 3. Betriebszustand 850 kN 830 kN

8 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 8 ca. 560 kN ca kN Messung der Ankerkräfte 530 kN 830 kN Statische Berechnung :

9 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 9 Was ist zu tun Ermittlung der richtigen Ankerkräfte : Überprüfung der Messdaten Überprüfung der Messdaten Erstellen einer unabhängigen Kontrollmessung Erstellen einer unabhängigen Kontrollmessung Überprüfung der statischen Berechnung Überprüfung der statischen Berechnung Konsequenzen für weitere Lastfälle Konsequenzen für weitere Lastfälle

10 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 10 Überprüfung der Messdaten Aushub Lenzung Zeitsprung Rechnung ca. 800 kN Rg. ca. 720 kN Betrieb: Messung ~ 1490 kN Rechnung ~ 830 kN Rammarbeiten

11 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 11 Erstellen unabhängiger Kontrollmessungen Entlastung durch Steifen (Holm verbunden) Holm getrennt Entlastung durch Rückverankerung Entlastung durch Bypass

12 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 12 Überprüfung der statischen Berechnung Eingeprägte Vorbelastungen (Vergrößerung der Ankerkraft) Eingeprägte Vorbelastungen (Vergrößerung der Ankerkraft) + Stützensenkungen am Fußpunkt sowie Erddruckumlagerungen (Vergrößerung der Ankerkraft) Stützensenkungen am Fußpunkt sowie Erddruckumlagerungen (Vergrößerung der Ankerkraft)

13 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 13 Inklinometermessungen z [cm]y 4,60 3,3511 1,932 0, , , ,466 -4, , , , , , , , , , , , ,

14 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 14 Unabhängige Messung W = q

15 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 15 Formeln e1e1 e2e2 d = (e 1 - e 2 ) / d P1 P2 P3 (P3 z +P1 z )/2-P2 z z y q L M2 M1 Q2 Q1 Q L q L 2 q Q L) / L 2 L EI

16 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 16 1-Feldsystem mit Gleichlast y 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 z [cm] 0 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , M [kNm] 0 188,35 358,31 508,36 638,31 748,31 838,36 908,34 958,37 988,29 998,34 988,29 958,37 908,34 838,36 748,31 638,31 508,36 358,31 188,35 0,00 q [kN / m] 0 -18,38 -19,91 -20,10 -19,95 -20,06 -19,95 -20,10 -19,88 -20,10 -19,88 -20,10 -19,95 -20,06 -19,95 -20,10 -19,91 -18,38 0 M [kNm] 0,00 200,00400,00600,00800, ,001200,00 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 q [kN / m] M = 1000 kNm Q= 20 kN/m L = 20 m

17 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 17 System der Spundwand y 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 z [cm] 2,79 1,78 0, , ,287 -2,281 -3,204 -4,021 -4,704 -5,238 -5,598 -5,777 -5,768 -5,57 -5,19 -4,636 -3,924 -3,076 -2,117 -1,079 0 M [kNm] 0 12,33 41,47 18, , , , , , , , , , , , , , , , ,19 0,00 q [kN / m] 0 16,81 -52, ,03 16,81 2,62 26,15 48,57 -37,36 67,25 0,00 22,42 29,89 3,74 29,89 22,42 11,21 26,15 22,42 11,21 0,00 2,75m z [cm] M [kNm] -800,00-700,00-600,00-500,00-400,00-300,00-200,00-100,00 0,00 100,00 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 q [kN / m] M = 705 kNm Q= 20 kN/m L ges = 20 m

18 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 18 Daten aus Inklinometermessung y 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 z [cm] 4,6 3,351 1,93 0,345 -1,035 -2,366 -3,46 -4,231 -4,672 -4,882 -5,007 -4,987 -4,763 -4,303 -3,693 -3,004 -2,274 -1,494 -0,745 -0,3 0 M [kNm] 0 642,65 612, , , , , , , , , , , , , , ,82 115, ,84 541,77 0,00 q [kN / m] , , , ,29 381,10 295,17 396,05 175, ,68 3,74 100,88 440,89 -56, , ,61 336,27 717, ,09 52,31 0,00 2,75m z [cm] M [kNm] -1500, , ,00 0,00 500, ,001500,00 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 q [kN / m] Polynom-Approximation M = ?? kNm Q= ?? kN/m L ges = 20 m

19 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 19 approximierte Verformungen xyY-approx. Moment kNm/m Belastung kN/m² 6,53,351337, ,2-287,0 5,51,93180, ,4273,6 4,50,34528, ,7581,4 3,5-1, , ,4699,2 2,5-2, , ,3682,8 1,5-3,46-334, ,6580,5 0,5-4, , ,3433,1 -0,5-4, , ,8274,3 -1,5-4, , ,7130,4 -2,5-5, , ,220,3 -3,5-4, , ,4-44,5 -4,5-4, , ,6-59,7 -5,5-4, , ,4-28,3 -6,5-3, , ,739,1 -7,5-3, , ,9124,8 -8,5-2, , ,7203,7 -9,5-1, , ,5243,3 -10,5-0,745-48, ,6203,7 -11,50,75345, ,638,0

20 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 20 Verarbeitung der Werte 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,18 0, , ,34 55,06 67,79 66,95 57,38 43,19 27,72 13,62 2,79 -3,63 -5,20 -2,23 4,22 12,39 19, , ,58 594,02 0,00 -8 M = ?? kNm Q= ?? kN/m L ges = 20 m z [cm] M [kNm] -1000,00-500,000,00 500,001000,001500,00 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 q [kN / m]

21 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 21 Iteration Vergleich Rechnung und Messung Messung yz [cm] 0,00 -4,6 1,00 -3,351 2,00 -1,93 3,00 -0,345 4,00 1,035 5,00 2,366 6,00 3,46 7,00 4,231 8,00 4,672 9,00 4,882 10,00 5,007 11,00 4,987 12,00 4,763 13,00 4,303 14,00 3,693 15,00 3,004 16,00 2,274 17,00 1,494 18,00 0,745 19,00 0,3 20,00 0 Rechnung z [cm] 3,55 1,61 0,32 -0,96 -2,17 -3,22 -4,06 -4,67 -5,04 -5,19 -5,1 -4,81 -4,34 -3, ,24 -1,46 -0,71 0 VerformungenBelastung AhAhAhAh

22 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 22 Ankerkraft Direkt gemessene Ankerkraft Aus Inklinometermessung berechnete Ankerkraft a h = 487 kN/m => A = 1486 kNA = 1480 kN Sehr gute Übereinstimmung zwischen den Messdaten AhAhAhAh

23 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 23 Konsequenz Die Messungen sind richtig Revision ? Die Messungen sind richtig Revision ? Dank Vergrößerung der Anker- kräfte kein Standsicherheitsrisiko Dank Vergrößerung der Anker- kräfte kein Standsicherheitsrisiko Vertiefte Angaben zu Verformungen und Belastungen siehe 2. Teil Vertiefte Angaben zu Verformungen und Belastungen siehe 2. Teil

24 Consult BAW Untersuchung der Ankerkräfte an der Weserschleuse Bremen Teil II Vortrag im BAW-Kolloquium am 13. Mai 2004 WKP König & Partner Planungsbüro für Bauwesen GmbH Hamburg Dr.-Ing. Hansjürgen Spanke Dipl.-Ing. Karsten Holste

25 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 25 Messkonzept Schleusenkammer Inklinometerrohre Inklinometerrohre Pegelrohre Pegelrohre Stahldehnungsaufnehmer Stahldehnungsaufnehmer M 51 M 50 M 40M 41 UH OH

26 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 26 Messkonzept Anordnung der Messeinrichtungen Stahldehnungsaufnehmer Grundriss Schnitt Inklinometer- und Pegelrohre

27 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 27 Ankerkraftmessung Exemplarische Ankerkraftmessung

28 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 28 Auswertung der Bautagebücher Kammeraushub Messstelle Unterhaupt Erste Kammerlenzung, bei NN –3,90m abgebrochen Einbringarbeiten Stahlpfähle Messstelle OW Einbringarbeiten Stahlpfähle Messstelle UW Kammeraushub Messstelle Oberhaupt Zweite Kammerlenzung

29 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 29 Bauablauf Auffüllung NN +1,50 m Bestandssituation Einbringen der Spundwände Betrieb Kammeraushub und Auffüllung Herstellung der Verankerung Verankerung der Kammersohle Herstellung der Stahlbetonsohlplatte Lenzen der Baugrube Herstellung der Unterwasserbetonsohlplatte Bauzustand I Bauzustand II

30 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 30 Herstellung der Kammergründung Bauzustand I M 51 M 50 M 40M 41 Pfahl Pfahl Pfahl

31 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 31 Ankerkraft und Kammergründung Ankerkraftzunahme ΔA = 360 kN ΔA

32 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 32 Verformungsentwicklung M 50 Verformungszunahme im Bauablauf (Verschoben)

33 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 33 Verformungsentwicklung M 40 und M 50 Verformungszunahme im Bauablauf

34 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 34 Verformung während der Rammarbeiten

35 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 35 Bestandssituation Einfluß der Bestandssituation auf die Verformungsentwicklung Bruchstein- pflaster

36 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 36 Verformungen im Betrieb Geringe Verformungsreduktion im Feldbereich

37 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 37 Statische Hauptberechnung (1996) Zugrundelegung der klassischen Erddruckverteilung

38 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 38 Vergleichsberechnung Berechnung unter Berücksichtigung der aus den Bauzuständen eingeprägten Verformungen der aus den Bauzuständen eingeprägten Verformungen der zusätzlichen Verformung aus den Rammarbeiten der zusätzlichen Verformung aus den Rammarbeiten Abschätzung des Einflusses der Zwangsgleitfuge

39 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 39 Ankerkraftberechnung Aushubende Rammung Lenzung Auffüllung Betrieb Gw +2 Sw –2 m Baubeginn Betrieb Gw +5 Sw –2 m Ankerkraft [kN] Gw NN +1,00 m Hauptberechnung

40 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 40 Spundwandverformungen (Verschoben)

41 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 41 Spundwandbelastung Belastung am Stabwerk und FEM im Vergleich

42 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 42 Einflüsse auf die Ankerkraftzunahme Rammarbeiten am Spundwandfuß Rammarbeiten am Spundwandfuß Eingeprägte Verformungen aus den Bauzuständen Eingeprägte Verformungen aus den Bauzuständen Bestandssituation Bestandssituation

43 BAW Consult 13. Mai 2004 BAW-KolloquiumFolie 43 Vielen Dank


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